一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法技术

本发明专利技术涉及隧道施工技术领域，尤其为一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，包括如下步骤：在盾构机穿越锚索前进行施工准备，准备完毕后预设开仓点；然后在锚索区域采用旋喷桩进行加固；对旋喷加固的加固土体进行检测，加固达到要求后进行盾构掘进、穿越锚索施工，在施工过程中对盾构掘进参数控制及分析；根据掘进参数合理选择开仓点开场作业，清除刀盘上缠绕的锚索或更换刀具；开仓作业完成后，恢复盾构掘进施工，最终完成盾构机穿越锚索。本发明专利技术，工艺简单，且旋喷桩加固技术、盾构开仓技术均比较成熟，实施效率高，确保是施工安全；为后续盾构穿越锚索提供依据及施工经验，提高锚索处理成功率，降低施工难度。

A construction method of metro shield tunnel passing through prestressed anchor cable

【技术实现步骤摘要】
一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法
本专利技术涉及隧道施工
，具体为一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法。
技术介绍
随着城市轨道交通的迅速发展，地下铁路的开发建设处于热潮期。盾构法现作为区间隧道的主要施工手段，施工技术日益成熟，但盾构掘进过程中穿越建(构)筑物的情形却越来越复杂。近年来，基坑预应力锚索侵入盾构隧道的情形越来越多，对锚索的处理依然没有一种合理且成熟的施工方法，采用人工开挖竖井+穿心千斤顶拔除方案或人工开挖竖井+套管钻机拔除方案不仅功效低，更重要的是成功案例相当少，基本上达不到对锚索拔除处理的效果。因此，在没有提前拔除锚索的情况下，如何保证盾构机安全、快捷的穿越锚索一直是研究的课题与追求的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，包括如下步骤：步骤1：在盾构机穿越锚索前进行施工准备，准备完毕后预设开仓点；步骤2：然后在锚索区域采用旋喷桩进行加固；步骤3：对旋喷加固的加固土体进行检测，在盾构穿越锚索前进行条件验收，加固达到要求后进行盾构掘进、穿越锚索施工，在施工过程中对盾构掘进参数控制及分析；步骤4：根据掘进参数合理选择开仓点开场作业，清除刀盘上缠绕的锚索或更换刀具；步骤5：开仓作业完成后，恢复盾构掘进施工，最终完成盾构机穿越锚索。进一步的，步骤1的开仓点设置包括如下步骤：进入锚索区段后每10m设置一开仓点；另外在通过锚索区段后再设置一个开仓点，最后做一次土仓、刀具检查，确保后续施工顺利。进一步的，步骤2中开仓点加固：(31)加固方式为：三重管旋喷桩注浆加固，浆液采用水泥水玻璃双液浆加固；(32)加固范围为：纵断面：隧道上5米，隧道底部3米，共14米，平面：刀盘左右各3米，前后各3米，即12m(长)×6m(宽)×14m(厚)加固范围；(33)桩位布置为：根据线路实际位置合理布置钻孔，φ800@650mm；(34)加固要求为：旋喷桩采用Φ800@650三重管，水泥水灰比为1:1，采用42.5级普硅水泥，先初步选定技术参数，各停机点按此参数施工3～5颗桩体，对其质量、均质性及强度进行检测后，调整技术参数至最合理值，指导后续施工。进一步的，步骤3中加固土体效果检测：采用钻孔取芯结合地下水位观测孔对地下水位进行量测观察旋喷加固的止水效果。进一步的，钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度及其抗渗能力；根据所取芯样外观质量，桩身强度、桩长，喷粉(浆)是否均匀，有无断粉现象，芯样的完整性，所取芯样的柱状取芯率情况，判断高压旋喷桩完整性和质量情况；通过对旋喷部位的水位观测孔的观测，检查旋喷桩加固的止水效果是否满足要求。进一步的，步骤3中盾构掘进施工：(61)掘进速度：盾构在穿越锚索段掘进时，速度不宜过快，控制在10mm/min左右，综合刀盘扭矩及掘进速度判断是否应进行开仓处理锚索施工；(62)掘进推力：随着盾构机掘进锚索段，盾构掘进锚索段施工时，掘进推力应适当提高，但不应过高，总体上与正常段掘进相差不应过大；(63)刀盘扭矩：扭矩不易过大，控制在2000～2500Kn.m；刀盘扭矩变化及掘进速度能反映出锚索对刀盘的缠绕程度，及时开仓检查，避免锚索在刀盘上过度缠绕；(64)刀盘转速：由上述可知，刀盘转速与扭矩、推进速度之间存在以下关系，当刀盘推力一定时，刀盘扭矩与刀盘转速成反比，刀盘转速作为另一个的可控参数，应根据地层合理选择刀盘转速n，本次盾构穿越锚索设定在1.0r/min，刀盘转速不宜过快，且不得频繁转换刀盘旋转方向；(65)土仓压力：由上述可知，土仓压力和扭矩呈正比关系，因此锚索段掘进时，根据掘进地层，判断是否可降低土仓压力来降低掘进扭矩，锚索段地层为硬塑状砾质粘性土，锚索段掘进时较正常段低0.2bar，在保证掘进安全的前提下尽可能降低扭矩；(66)同步注浆：盾构机切割锚索时，每环掘进时必须保证足够的同步注浆量及合理的注浆压力，注浆量7m3/环，注浆压力2.5～3bar，同时加密地表加测点及监测频率。进一步的，步骤4中开仓作业：(71)确定开仓位置里程：盾构掘进至加固体后，开仓位置选择在刀盘前端距离加固体边缘3米位置，即加固体的中间位置；(72)清仓及常压闭水试验：开仓申请上报监理审批后，进行清仓工作，确保土仓内渣土清空后，进行常压闭水试验；(73)仓内空气置换及打开仓门：常压闭水试验完成后，进行仓内空气置换，采用送排气体，对气仓和土仓进行换气半小时以上，并用毒气检测仪检测仓内排出气体是否符合要求，直达气体满足开仓要求，然后各相关责任人签字确认后可打开仓门；(74)检查仓内工况及开仓降温：打开仓门后，土建工程师进仓鉴定仓内的工作状况，判断安全后，由于仓内温度过高，使用冰块进行降温处理；(75)冲洗刀盘，检查仓内情况：降温后，用高压水枪对刀盘进行冲洗，冲洗完成后，进仓检查结泥饼、锚索缠绕及刀具磨损情况，并做好记录；(76)清除泥饼：开仓刀盘开口处结泥饼情况均较严重，刀盘四周开口处用高压水枪清除泥饼，中心开口位置用铁钎进行清除；(77)锚索处理：先将刀盘转到合适位置，暴露锚索，对锚索进行处理，取出已截断的锚索，并做好记录，清除完该位置锚索后，人员退出土仓，转动刀盘，处理下个位置的锚索；(78)开仓刀具磨损检查及刀具更换：锚索处理完成后，进行刀具进行检查更换；(79)仓内检查及仓门关闭：处理完毕后，对土仓及刀盘前方进行全面的检查，避免工具、杂物遗留在内，确认没有问题后关闭仓门。进一步的，刀具更换标准：(81)发生偏磨的滚刀全部更换；(82)中心双刃滚刀磨损超过20mm更换，正面滚刀磨损超过15mm更换，边缘滚刀磨损量超过10mm更换；(83)切刀和边缘刮刀出现严重崩齿或刀具合金堆焊层磨损较严重时更换。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本工法的工艺原理为对侵入盾构法隧道的预应力锚索直接通过盾构机的自身能力进行切割处理，即在盾构机穿越锚索前对该区段采用旋喷桩进行加固，加固达到要求后进行盾构掘进施工，掘进过程中严格把控速度、推力、刀盘扭矩、同步注浆量等参数，认真分析、统计并及时调整，根据掘进参数合理选择开仓点清除刀盘上缠绕的锚索，同时加强地面监控量测及巡视巡查，最终完成盾构机穿越锚索。本工法有以下特点及优点：1、工艺简单，且旋喷桩加固技术、盾构开仓技术均比较成熟，实施效率高。2、预加固能减小盾构机切割锚索时对地层的扰动及周围环境的影响，确保是施工安全。3、提供一种新型的盾构穿越锚索处理方法，为后续盾构穿越锚索提供依据及施工经验，提高锚索处理成功率，降低施工难度。附图说明图1为本专利技术结盾构法隧道穿越锚索施工工艺流程图。图2为本专利技术开仓点加固示意图。图3为本专利技术桩位布置示意图。图4为本专利技术应用实例示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在盾构机穿越锚索前进行施工准备，准备完毕后预设开仓点；步骤2：然后在锚索区域采用旋喷桩进行加固；步骤3：对旋喷加固的加固土体进行检测，在盾构穿越锚索前进行条件验收，加固达到要求后进行盾构掘进、穿越锚索施工，在施工过程中对盾构掘进参数控制及分析；步骤4：根据掘进参数合理选择开仓点开场作业，清除刀盘上缠绕的锚索或更换刀具；步骤5：开仓作业完成后，恢复盾构掘进施工，最终完成盾构机穿越锚索。

【技术特征摘要】
1.一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在盾构机穿越锚索前进行施工准备，准备完毕后预设开仓点；步骤2：然后在锚索区域采用旋喷桩进行加固；步骤3：对旋喷加固的加固土体进行检测，在盾构穿越锚索前进行条件验收，加固达到要求后进行盾构掘进、穿越锚索施工，在施工过程中对盾构掘进参数控制及分析；步骤4：根据掘进参数合理选择开仓点开场作业，清除刀盘上缠绕的锚索或更换刀具；步骤5：开仓作业完成后，恢复盾构掘进施工，最终完成盾构机穿越锚索。2.根据权利要求1所述的一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，步骤1的开仓点设置包括如下步骤：进入锚索区段后每10m设置一开仓点；另外在通过锚索区段后再设置一个开仓点，最后做一次土仓、刀具检查，确保后续施工顺利。3.根据权利要求1所述的一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，步骤2中开仓点加固：（31）加固方式为：三重管旋喷桩注浆加固，浆液采用水泥水玻璃双液浆加固；（32）加固范围为：纵断面：隧道上5米，隧道底部3米，共14米，平面：刀盘左右各3米，前后各3米，即12m（长）×6m（宽）×14m（厚）加固范围；（33）桩位布置为：根据线路实际位置合理布置钻孔，φ800@650mm；（34）加固要求为：旋喷桩采用Φ800@650三重管，水泥水灰比为1:1，采用42.5级普硅水泥，先初步选定技术参数，各停机点按此参数施工3～5颗桩体，对其质量、均质性及强度进行检测后，调整技术参数至最合理值，指导后续施工。4.根据权利要求1所述的一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，步骤3中加固土体效果检测：采用钻孔取芯结合地下水位观测孔对地下水位进行量测观察旋喷加固的止水效果。5.根据权利要求4所述的一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度及其抗渗能力；根据所取芯样外观质量，桩身强度、桩长，喷粉（浆）是否均匀，有无断粉现象，芯样的完整性，所取芯样的柱状取芯率情况，判断高压旋喷桩完整性和质量情况；通过对旋喷部位的水位观测孔的观测，检查旋喷桩加固的止水效果是否满足要求。6.根据权利要求1所述的一种地铁盾构法隧道穿越预应力锚索施工方法，其特征在于，步骤3中盾构掘进施工：（61）掘进速度：盾构在穿越锚索段掘进时，速度不宜过快，控制在10mm/min左右，综合刀盘扭矩及掘进速度判断是否应进行开仓处理锚索施工；（62）掘进推力：随着盾构机掘进锚索段，盾构掘进锚索段施工时，掘进推力应适当提高，但不应过高，总体上与正常段掘进相差不应过大；（63）刀盘扭矩：扭矩不易过大，控制在2000～250...

【专利技术属性】
技术研发人员：康卫，刘双红，李冬，黄志良，付小畅，
申请(专利权)人：中国建筑第四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44